[发明专利]一种用于光学芯片的测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种用于光学芯片的测试系统，包括：显微镜，所述显微镜具有物镜；芯片夹具，所述芯片夹具位于所述物镜的下方；光纤耦合块，所述光纤耦合块位于所述芯片夹具的下方；位置调节结构，其中所述光纤耦合块固定在所述位置调节结构上，通过调整所述位置调节结构调整所述光纤耦合块的位置和角度。通过本发明公开的实施例，可以实现光芯片光栅区同时完成多通道光学耦合，可以实现接收端和发送端单独测试，芯片测试方便更换，多通道光纤可以循环利用，通道一次组装成型，可以实现批量组装，工艺可重复性较高。

技术领域

本发明涉及光学芯片的封装测试技术领域。具体而言，本发明涉及一种用于光学芯片的测试系统及测试方法。

背景技术

近年来，由于数据中心、云计算等飞速发展，带来了海量的数据需要实现存储和交换。硅基光子学由于其兼容CMOS工艺、成本低等独特的先天优势，成为了解决该问题的优选方案。一方面，经过各企业和研究所的持续研发，探测器、调制器、波导、光栅等越来越多的硅基光子器件实现了快速、高效的发展，不管是分离器件还是单片集成芯片，其性能基本上可以满足目前的应用需求，但是，芯片无损测试成为了一个亟待解决的问题。

实现硅光芯片的光学耦合，目前用的最多的就是光栅耦合器，因为其可以有较大的耦合区域来更好匹配单模光纤的数值孔径。图1示出根据现有技术的光芯片测试系统的示意图。如图1所示，V型槽光纤块通过紫外胶固定到芯片正面的光栅区。但是由于光栅区域在芯片正面，通常耦合平台显微镜、硅光器件的电极都在同一面，这就导致了在耦合时候的实际操作难度大，而且由于耦合后期固化极大地限制了集成密度和测试效率。

目前对于此类应用，业内是通过有源对准的方式来实现光纤阵列的光学耦合，然后使用紫外点胶固化，不具备通道可拓展性。特别地，对于只是前期用来测试的光芯片，光纤耦合块和光芯片都不可重复利用，存在芯片不易更换等技术难题，组装难度较大且不够稳定、重复性不高，电互连制约较多。

发明内容

本发明旨在解决硅基光电子芯片的高精度测试、光信号到硅光芯片入/出耦合难度大的问题。通过本发明提供的核心结构及耦合方案，可以实现多通道硅光子芯片的测试和光耦合封装。

针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供一种用于光学芯片的测试系统，包括：

显微镜，所述显微镜具有物镜；

芯片夹具，所述芯片夹具位于所述物镜的下方；

光纤耦合块，所述光纤耦合块位于所述芯片夹具的下方；

位置调节结构，其中所述光纤耦合块固定在所述位置调节结构上，通过调整所述位置调节结构调整所述光纤耦合块的位置和角度。

在本发明的一个实施例中，待测芯片固定在所述芯片夹具上，其中待测芯片的背面面对显微镜的物镜；待测芯片的正面朝下并且包含对准标记和光栅区。

在本发明的一个实施例中，用于光学芯片的测试系统还包括位于待测芯片背面一侧的第一光源和位于待测芯片背面一侧的第二光源。

在本发明的一个实施例中，所述芯片夹具包括调节单元，用于调节待测芯片的位置。

在本发明的一个实施例中，所述待测芯片的背面具有背面电极，所述背面电极通过TSV导电孔与正面电极形成电连接。

在本发明的一个实施例中，所述芯片夹具包括电学探针调节夹，电学探针调节夹与所述背面电极电连接。

在本发明的一个实施例中，所述光栅区在10至60微米的范围内。

在本发明的一个实施例中，所述位置调节结构是五维位置调整结构。

在本发明的一个实施例中，所述光纤耦合块是V型槽多通道光纤耦合块。

根据本发明的另一个方面，提供一种利用测试系统测试光学芯片的方法，包括：